高三物理一輪復習練習及解析 第一單元 力 物體的平衡 新人教版

第一單元力物體的平衡第1講力重力彈力體驗成功1.關(guān)于重力，下列敘述正確的是()A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B.重力的方向總是垂直向下的C.重力的大小可以直接用天平來測量D.重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的解析：①除在兩極外，重力都不等于地球?qū)ξ矬w的吸引力.②重力的方向垂直于當?shù)厮矫?嚴格地講應(yīng)是當?shù)厮矫鏁怪庇谥亓?，不能說垂直向下.③天平是用于測量質(zhì)量的，重力的大小可用彈簧秤測量.④重力是地球?qū)ξ矬w萬有引力的一個分力.故選項D正確.答案：D2.如圖所示，物體A靜置于水平桌面上，下列關(guān)于物體所受作用力的說法中，正確的是()A.桌面受到的壓力就是物體的重力B.桌面受到的壓力是由它本身發(fā)生了微小的形變而產(chǎn)生的C.桌面由于發(fā)生了微小形變而對物體產(chǎn)生了垂直于桌面的支持力D.物體由于發(fā)生了微小形變而對桌子產(chǎn)生了垂直于桌面的壓力解析：在此，壓力大小和方向都與重力相同，但不能說壓力就是重力，它們的施力物體和受力物體都不同，性質(zhì)也不同.桌面受到的壓力是由物體下表面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的.故選項C、D正確.答案：CD3.如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重為2N的小球，小球處于靜止狀態(tài)時，彈性桿對小球的彈力()A.大于2N，方向沿桿末端的切線方向B.大小為1N，方向平行于斜面向上C.大小為2N，方向垂直于斜面向上D.大小為2N，方向豎直向上解析：由平衡條件可得：彈力的大小為2N，方向豎直向上.答案：D4.如圖所示，某一彈簧秤外殼的質(zhì)量為m，彈簧及與彈簧相連的掛鉤質(zhì)量忽略不計，將其放在水平面上.現(xiàn)用兩水平拉力F1、F2分別作用在與彈簧相連的掛鉤和與外殼相連的提環(huán)上，則關(guān)于彈簧秤的示數(shù)，下列說法正確的是()A.只有F1＞F2時，示數(shù)才為F1B.只有F1＜F2時，示數(shù)才為F2C.不論F1、F2關(guān)系如何，示數(shù)均為F1D.不論F1、F2關(guān)系如何，示數(shù)均為F2解析：誤認為彈簧的形變由F1、F2共同決定，誤選A或B.彈簧秤的示數(shù)在任何情況下都等于彈簧的彈性形變與其勁度系數(shù)的乘積，即等于作用于彈簧掛鉤(沿軸線方向)上的拉力.而F2不是直接作用在彈簧上，其實外殼對彈簧左端的拉力大小一定也為F1.在本題中，使彈簧產(chǎn)生形變的外力是F1，而非F2，故彈簧秤的示數(shù)是F1，選項C正確.答案：C5.一根長為L的輕彈簧，將其上端固定，下端掛一個質(zhì)量為m的小球時，彈簧的總長度變?yōu)?.5L.現(xiàn)將兩根這樣的彈簧按圖示方式連接，A、B兩球的質(zhì)量均為m，則兩球平衡時，B球距懸點O的距離為(不考慮小球的大小)()A.3LB.3.5LC.4解析：彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(2mg,L)按圖示連接后，A、B之間彈簧的伸長量為：x1＝eq\f(mg,k)＝0.5LO、A之間彈簧的伸長量x2＝eq\f(2mg,k)＝L故B球距懸點O的距離L′＝2L＋0.5L＋L＝答案：B6.在對重力的本質(zhì)還未認清之前，我國古代勞動人民就有了比較復雜的應(yīng)用.我國西安半坡出土了一件距今約五千年的尖底陶器，如圖所示，這種陶瓶口小、腹大、底尖，有兩耳在瓶腰偏下的地方.若用兩根繩子系住兩耳吊起瓶子，就能從井中取水，試分析人們是怎樣利用尖底陶瓶從井中取水的.解析：當陶瓶未裝水時，其重心在兩吊耳的上方，用繩懸掛放進水井的過程瓶口自然向下，待水將裝滿時，陶瓶及其中水的共同重心轉(zhuǎn)移至兩吊耳的下方，懸繩上拉時瓶口向上，故能將水平穩(wěn)地拉上來.答案：略第2講摩擦力體驗成功1.如圖所示，三塊質(zhì)量相同的木塊A、B、C，疊放于水平桌面上，水平恒力F作用于木塊B上，三木塊以共同速度v沿水平桌面勻速移動.下列說法正確的是()A.B作用于A的靜摩擦力為零B.B作用于A的靜摩擦力為eq\f(1,3)FC.B作用于C的靜摩擦力為eq\f(2,3)FD.B作用于C的靜摩擦力為F解析：由假設(shè)法可知A、B之間沒有相對滑動的趨勢，故選項A正確；分析B的受力，由平衡條件可得C對B的靜摩擦力水平向左，大小為F，故B對C的靜摩擦力大小也為F，故選項D正確.答案：AD2.運動員用雙手握住豎直的竹竿勻速攀上和勻速下滑時，他所受到的摩擦力分別為f上和f下，那么它們的關(guān)系是()A.f上向上，f下向下，f上＝f下B.f上向下，f下向上，f上＞f下C.f上向上，f下向上，f上＝f下D.f上向上，F(xiàn)下向下，f上＞f下解析：勻速攀上時運動員受到向上的靜摩擦力，勻速下滑時也受到向上的滑動摩擦力，由平衡條件可得f上＝f下＝mg.答案：C3.如圖甲所示，物體A、B、C疊放在水平桌面上，水平力F作用于C物體，使A、B、C以共同速度向右勻速運動，空氣阻力不計.下列關(guān)于物體受幾個力的說法中，正確的是()甲A.A受6個，B受2個，C受4個B.A受5個，B受3個，C受3個C.A受5個，B受2個，C受4個D.A受6個，B受3個，C受4個解析：A、B、C的受力情況分別如圖乙、丙、丁所示：故選項A正確.答案：A甲4.如圖甲所示，水平桌面上平放一疊共計54張的撲克牌，每一張的質(zhì)量均為m.用一手指以豎直向下的力壓第1張牌，并以一定速度向右移動手指，確保第1張牌與第2張牌之間有相對滑動.設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同，手指與第1張牌之間的動摩擦因數(shù)為μ1，牌間的動摩擦因數(shù)均為μ2，第54張牌與桌面間的動摩擦因數(shù)也為μ2，且有μ1＞μ2，則下列說法正確的是()A.第2張牌到第53張牌之間可能發(fā)生相對滑動B.第2張牌到第53張牌之間不可能發(fā)生相對滑動C.第1張牌受到手指的摩擦力向左D.第54張牌受到水平桌面的摩擦力向左解析：設(shè)手指對牌向下的壓力為F0.當?shù)谝粡埮葡蛴一瑒訒r，第1張牌對第2張牌的滑動摩擦力f12＝μ2(F0＋mg)，小于第3張牌對第2張牌的最大靜摩擦力f32＝μ2(F0＋2mg)，小于以下各張之間及第54張牌與桌面之間的最大靜摩擦力.第2張和第54張牌的受力情況分別如圖乙、丙所示：故知選項B、D正確.答案：BD5.勻速轉(zhuǎn)動的長傳送帶傾斜放置，傳動方向如圖所示.在其頂部靜止放上一物塊，現(xiàn)研究物塊受到來自傳送帶的摩擦力，在物塊下行過程中，摩擦力的類型和方向有可能是()A.靜摩擦力，沿傳送帶向上B.靜摩擦力，沿傳送帶向下C.滑動摩擦力，沿傳送帶向上D.滑動摩擦力，沿傳送帶向下解析：剛開始時皮帶對物塊的滑動摩擦力向下；若物塊能加速至速度大于皮帶速度，則皮帶對滑塊的滑動摩擦力向上；若物塊加速到與皮帶同速度后與皮帶相對靜止，則皮帶對滑塊的靜摩擦力沿皮帶向上.答案：ACD6.如圖甲所示，在傾角θ＝30°的粗糙斜面上放一重力為G的物體.現(xiàn)用與斜面底邊平行的力F＝eq\f(G,2)推物體，物體恰能在斜面上做勻速直線運動，求物體與斜面間的動摩擦因數(shù).解析：在平行斜面的方向上物體的受力如圖乙所示，由力的平衡條件得：f＝eq\r(F2＋(Gsin30°)2)由滑動摩擦定律得：f＝μGcos30°又F＝eq\f(G,2)解得：μ＝eq\f(\r(6),3).答案：eq\f(\r(6),3)金典練習一力重力彈力摩擦力選擇題部分共10小題，每小題6分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.1.下列關(guān)于重心的說法中，正確的是()A.物體的重心一定在物體上B.形狀規(guī)則的幾何體的重心在其幾何中心C.物體的重心位置跟物體的質(zhì)量分布情況和物體的形狀有關(guān)D.用線懸掛的靜止物體，細線方向一定通過物體的重心解析：在理論上，用懸掛法可確定所有剛體的重心.由此可發(fā)現(xiàn)重心不一定在物體上，也不一定在其幾何中心上.答案：CD2.甲、乙、丙分別是力學中的三個實驗裝置的示意圖，這三個實驗共同的物理思想方法是(圖中M為平面鏡)()A.控制變量的思想方法B.放大的思想方法C.比較的思想方法D.猜想的思想方法解析：甲圖中將桌面的微小向下彎曲放大為光線的偏轉(zhuǎn)，乙圖中將玻璃瓶微小的形變放大為細管中液面的升降，丙圖中將金屬絲的扭轉(zhuǎn)形變放大成反射光線的偏轉(zhuǎn)導致的光斑移動.答案：B3.如圖所示，在室內(nèi)，某球用A、B兩根輕繩懸掛起來，若A繩豎直、B繩傾斜，A、B兩繩的延長線都通過球心，則球受到的作用力的個數(shù)為()A.1個B.2個C.3個D.無法確定解析：球受重力和A線拉力的共同作用，B線對球沒有力的作用.答案：B4.圖甲所示為實驗室常用的彈簧秤，連接有掛鉤拉桿與彈簧相連，并固定在外殼一端O上，外殼上固定有一個圓環(huán)，可以認為彈簧秤的總質(zhì)量主要集中在外殼(重力為G)上，彈簧和拉桿的質(zhì)量忽略不計.現(xiàn)將該彈簧秤以兩種方式固定于地面上，分別以恒力F0豎直向上拉彈簧秤，如圖乙、丙所示，則靜止時彈簧秤的讀數(shù)分別為()A.圖乙的讀數(shù)為F0－G，圖丙的讀數(shù)為F0＋GB.圖乙的讀數(shù)為F0＋G，圖丙的讀數(shù)為F0－GC.圖乙的讀數(shù)為F0，圖丙的讀數(shù)為F0－GD.圖乙的讀數(shù)為F0－G，圖丙的讀數(shù)為F0解析：在圖丙中彈簧兩端受到的拉力為F0，而在圖乙中外殼的受力情況如圖丁所示.由平衡條件知：外殼受到向下的拉力F＝F0－G，故選項D正確.答案：D5.如圖所示，a、b為兩根相連的輕質(zhì)彈簧，它們的勁度系數(shù)分別為ka＝1×103N/m、kb＝2×103N/m，原長分別為la＝6cm、lb＝4cm.在b的下端掛一物體A，物體的重力G＝10N，平衡時()A.彈簧a下端受到的拉力為4N，b下端受到的拉力為6NB.彈簧a下端受到的拉力為10N，b下端受到的拉力為10NC.彈簧a的長度變?yōu)?cm，b的長度變?yōu)?.5cmD.彈簧a的長度變?yōu)?.4cm，b的長度變?yōu)?.3cm解析：以A為研究對象，A受到兩個力作用處于平衡狀態(tài)，彈簧b對A的拉力等于物體的重力，且有：10N＝kb(lb′－lb)，故lb′＝eq\f(G,kb)＋lb＝4.5cm再以彈簧b為研究對象，重力不計，則它只受A對它的拉力G和彈簧a對它的拉力Ta的作用，且二力平衡，故Ta＝10N，且有：ka(la′－la)＝10N所以la′＝7cm.答案：BC6.如圖所示，在高山滑雪中，一質(zhì)量為m的運動員靜止在準備區(qū)O點處，準備區(qū)山坡AB的傾角為θ，滑板與雪地間的動摩擦因數(shù)為μ，則這時()A.運動員受到的靜摩擦力大小為μmgcosθB.山坡對運動員的作用力大小為mgC.山坡對運動員的彈力大小為mgD.山坡對運動員的摩擦力大于mgsinθ解析：山坡對運動員的支持力大小為mgcosθ，靜摩擦力大小為mgsinθ，山坡對運動員的作用力為這兩個力的矢量和，大小為mg.答案：B7.如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的矩形物體A和B相對靜止，以共同速度沿傾角為θ的斜面勻速下滑，則()A.A、B間無摩擦力作用B.B受到滑動摩擦力大小為(mA＋mB)gsinθC.B受到靜摩擦力大小為mAgsinθD.取走A物體后，B物體仍能在斜面上勻速下滑解析：物體A沿斜面勻速下滑，則A一定受到沿斜面向上的靜摩擦力，根據(jù)受力分析可知靜摩擦力的大小為mAgsinθ；物體A、B一起勻速下滑，根據(jù)受力分析可知B受到的滑動摩擦力為(mA＋mB)gsinθ，且物體B與斜面的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ，所以取走A物體后，B仍能勻速下滑.答案：BCD8.如圖甲所示，搬運工用磚卡搬磚時，磚卡對磚的水平作用力為F，每塊磚的質(zhì)量為m，設(shè)所有接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，則第二塊磚對第三塊磚的摩擦力大小為()A.eq\f(1,2)mgB.eq\f(1,5)μFC.μFD.2mg解析：由平衡條件及對稱性知，第3塊磚的受力情況如圖乙所示.靜摩擦力：f23＝f43＝eq\f(1,2)mg，與壓力F及動摩擦因數(shù)μ均無關(guān).答案：A9.如圖甲所示，兩根直木棍AB和CD相互平行，固定在同一水平面上.一個圓柱形工件P架在兩木棍之間，在水平向右的推力F的作用下，恰好能向右勻速運動.若保持兩木棍在同一水平面內(nèi)，但將它們的距離稍微減小一些后固定，且仍將圓柱工件P架在兩木棍之間，用同樣的水平推力F向右推該工件(假設(shè)工件P與木棍之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，則下列說法正確的是()甲A.工件P仍能向右勻速運動B.若初始時工件P靜止，則它一定向右做加速運動C.若工件P有一向右的初速度，則它將一定做減速運動D.工件P可能靜止不動解析：工件P不受推力F作用時的受力情況如圖乙所示，由平衡條件得：2FN·cosθ＝G當兩木棍的間距減小以后，θ變小、FN變小，工件P受推力運動時受到的摩擦力f＝2μFN減小，故選項B正確.答案：B10.如圖甲所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F的作用下，A、B保持靜止.按力的性質(zhì)分析，物體B的受力個數(shù)為()A.2B.3C.4D.5解析：A、B的受力情況分別如圖乙、丙所示.答案：C非選擇題部分共3小題，共40分.11.(13分)如圖所示，跨過定滑輪的輕繩兩端分別系著物體A和B，物體A放在傾角為θ的斜面上.已知物體A的質(zhì)量為m，物體A與斜面間的最大靜摩擦力是與斜面間彈力的μ倍(μ＜tanθ)，滑輪與輕繩間的摩擦不計，繩的OA段平行于斜面，OB段豎直，要使物體A靜止在斜面上，則物體B質(zhì)量的取值范圍為多少？解析：設(shè)繩中張力為FT，先以B為研究對象，因為B靜止，所以有：FT＝mBg再以A為研究對象，若A處于不上滑的臨界狀態(tài)時，則有：FT＝fm＋mgsinθ而fm＝μFN，F(xiàn)N＝mgcosθ解得：mB＝m(sinθ＋μcosθ)同理，若A處于將不下滑的臨界狀態(tài)時，則有：FT＋fm＝mgsinθ可得：mB＝m(sinθ－μcosθ)故mB應(yīng)滿足的條件為：m(sinθ－μcosθ)≤mB≤m(sinθ＋μcosθ).答案：m(sinθ－μcosθ)≤mB≤m(sinθ＋μcosθ)12.(13分)如圖甲所示，在光滑的水平桿上穿兩個重均為2N的球A、B，在兩球之間夾一彈簧，彈簧的勁度系數(shù)為10N/m，用兩條等長的線將球C與A、B相連，此時彈簧被壓短10cm，兩條線的夾角為60°，問：(1)桿對A球的支持力為多大？(2)C球的重力為多大？解析：(1)A(或B)、C球的受力情況分別如圖乙、丙所示.其中F＝kx＝1N對于A球，由平衡條件得：F＝FT·sin30°FN＝GA＋FTcos30°解得：桿對A球的支持力FN＝(2＋eq\r(3))N.(2)由(1)可得：兩線的張力FT＝2N對于C球，由平衡條件得：2Tcos30°＝GC解得：C球的重力GC＝2eq\r(3)N.答案：(1)(2＋eq\r(3))N(2)2eq\r(3)N13.(14分)如圖甲所示，兩塊完全相同的重力大小均為G的鐵塊放置在水平地面上，它們與水平地面間的動摩擦力因數(shù)都為μ且假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.現(xiàn)有一根輕繩的兩端拴接在兩鐵塊上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力F，當繩被拉直后，兩段繩間的夾角為α.問：當輕繩的張力至少為多大時，兩鐵塊才會發(fā)生滑動？解析：設(shè)張力為F0時兩鐵塊將要發(fā)生滑動，取其中一鐵塊為研究對象，其受力情況如圖乙所示.由平衡條件得：FN＋F0coseq\f(α,2)＝G又f＝μFN＝F0sineq\f(α,2)解得：F0＝eq\f(μG,sin\f(α,2)＋μcos\f(α,2)).答案：張力大小至少為eq\f(μG,sin\f(α,2)＋μcos\f(α,2)).第3講力的合成和分解體驗成功1.關(guān)于兩個力的合力與這兩個力的關(guān)系，下列說法正確的是()A.合力比這兩個力都大B.合力至少比這兩個力中較小的力要大C.合力可能比這兩個力都小D.合力可能比這兩個力都大解析：|F1－F2|≤F合≤F1＋F2.答案：CD2.三段不可伸長的細繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如圖所示.其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩()A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OC，也可能是OB解析：取O點為研究對象，TOC＝G，由平行四邊形定則或正交分解法都可得到TOA＝eq\f(G,cosθ)，TOB＝Gtanθ(θ為AO與豎直方向的夾角).故OA的張力始終最大，最容易斷.答案：A3.如圖甲所示，水平地面上固定著一豎直立柱，某人通過柱頂?shù)亩ɑ喞K的一端將200N的重物拉住不動.已知繩與水平地面的夾角為30°，則定滑輪所受繩的壓力大小為()A.400NB.200eq\r(3)NC.300ND.200N解析：定滑輪受到與其接觸的繩子的彈力，取這段繩子為研究對象，其受力情況如圖乙所示由平衡條件得：FN′＝2FT·cos30°＝200eq\r(3)N又由牛頓第三定律得：繩對滑輪的壓力FN＝FN′＝200eq\r(3)N.答案：B4.如圖甲所示，用輕彈簧豎直懸掛一質(zhì)量為m的物體，靜止時該彈簧的伸長量為L0.現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為3m的物體，靜止時彈簧的伸長量也為L0A.等于零B.大小為eq\f(1,2)mg，方向沿斜面向下C.大小為eq\f(1,2)mg，方向沿斜面向上D.大小為mg，方向沿斜面向上解析：彈簧沿斜面拉物體時，彈力的大小F＝kL0＝mg，故物體的受力情況如圖乙所示.物體受到摩擦力的大小為：f＝3mgsin30°－F＝eq\f(1,2)mg，方向沿斜面向上.答案：C5.如圖甲所示，AOB為水平放置的光滑桿，∠AOB＝60°，AO、BO桿上套有兩個質(zhì)量不計的小環(huán)，兩環(huán)間連有可伸縮的彈性繩.今從繩的中點處以沿∠AOB的角平分線且水平向右的力F緩慢地拉繩，待兩環(huán)達到穩(wěn)定狀態(tài)時，求繩對環(huán)的拉力FT的大小.解析：小環(huán)受到重力G、繩的拉力FT和桿的彈力FN的作用，其中重力和彈力都與桿垂直，當繩的拉力也與桿垂直時小環(huán)才能平衡，故小環(huán)平衡時繩的中點處的受力情況如圖乙所示.由繩的張力的特點可知，繩對環(huán)的拉力FT的大小為F.答案：F第4講共點力平衡受力分析體驗成功1.如圖甲所示，豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的質(zhì)點A，Q正上方的P點處固定一細線，細線另一端懸掛質(zhì)點B，A、B兩質(zhì)點因為帶電而相互排斥，致使懸線與豎直方向成θ角.由于漏電使A、B兩質(zhì)點的帶電荷量逐漸減小，在電荷漏完之前懸線對懸點P的拉力大小將()A.保持不變B.先變大后變小C.逐漸減小D.逐漸增大解析：小球B的受力情況如圖乙所示，三個力構(gòu)成的矢量三角形與△BPA相似，根據(jù)相似比有：eq\f(T,PB)＝eq\f(G,PA)故T保持不變.答案：A2.如圖甲所示，一個半球形碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口都是光滑的.一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平方向的夾角α＝60°，則兩個小球的質(zhì)量之比eq\f(m2,m1)為()A.eq\f(\r(3),3)B.eq\f(\r(2),3)C.eq\f(\r(3),2)D.eq\f(\r(2),2)解析：方法一分解法將球m1的重力分解，作出力的示意圖，如圖乙所示，由題意知，作出的平行四邊形為一菱形，則繩中張力為：F2＝eq\f(m1g,2sin60°)對球m2，繩中張力F1＝m2解得：eq\f(m2,m1)＝eq\f(\r(3),3).方法二正交分解法將m1所受的繩的拉力F1和碗的支持力F2正交分解，如圖丙所示.在x軸上：F1cosα＝F2cosα在y軸上：F1sinα＋F2sinα＝m1又F1＝m2g，α聯(lián)立解得：eq\f(m2,m1)＝eq\f(\r(3),3).答案：A3.如圖甲所示，輕桿插入墻中，輕繩繞過桿末端的定滑輪懸掛一重物，另一端由墻上A點逐漸上移.下列關(guān)于繩上的張力和輕桿對滑輪的彈力的敘述中，正確的是()A.繩的張力與桿的彈力均減小B.繩的張力先減小后增大，桿的彈力一直減小C.繩的張力先增大后減小，桿的彈力一直增大D.繩的張力保持不變，桿的彈力一直減小解析：繞過滑輪的輕繩張力處處相等，大小等于重物的重力，故A點上移時繩的張力不變.再取滑輪及與其接觸的輕繩為研究對象，其受力情況如圖乙所示.由平衡條件知，輕桿對滑輪的彈力與兩側(cè)繩的拉力的合力大小相等、方向相反，故A點上移時，兩側(cè)繩拉力的夾角增大，輕桿的彈力減小，選項D正確.答案：D4.如圖甲所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止狀態(tài)，彈簧處于豎直方向，則斜面體P此刻受到外力的個數(shù)可能為()A.2B.3C.4D.5解析：當彈簧的彈力大小等于斜塊的重力時，P受2個力的作用；當彈簧彈力大于P受的重力時，受4個力作用，受力示意圖分別如圖乙所示.答案：AC5.如圖甲所示，重為G的均勻鏈條，兩端用等長的輕繩連接掛在等高的地方，繩與水平方向成θ角.試求：(1)繩子的張力.(2)鏈條最低點的張力.解析：在求鏈條兩端的張力時，可把鏈條當做一個質(zhì)點處理，由于兩邊具有對稱性，兩端點的拉力大小相等，受力情況如圖乙所示.取鏈條整體為研究對象.(1)由平衡條件知，在豎直方向：2Fsinθ＝G得：繩對鏈條兩端的拉力F＝eq\f(G,2sinθ).(2)在求鏈條最低點的張力時，可將鏈條一分為二，取一半研究.受力情況如丙所示.由平衡條件知，在水平方向：F′＝Fcosθ＝eq\f(G,2)cotθ.答案：(1)eq\f(G,2sinθ)(2)eq\f(G,2)cotθ6.如圖甲所示，用光滑的金屬桿做的直角三角形框ABC的AB邊和AC邊上各有一完全相同的小環(huán)E和F，用一根細線把E、F連接起來，細線比BC邊短，使三角形豎直放置，BC邊水平.若已知AB邊與BC邊的夾角θ＝60°，求兩環(huán)平衡時細線與AB邊的夾角α.解析：平衡時每個小環(huán)都受重力、金屬桿的彈力和細線拉力的作用.如圖乙所示，若α≤θ，容易判斷F不可能平衡；若α≥eq\f(π,2)，則容易判斷E不能平衡，故α的大小應(yīng)大于60°而小于90°.現(xiàn)分別畫出E、F的受力示意圖如圖丙所示.對于E，由平衡條件可得：mgcos30°＝Tcosα對于F，由平衡條件可得：mg＝Tcos(150°－α)解得：tanα＝eq\f(7\r(3),3)即平衡時細線與AB邊的夾角α＝arctaneq\f(7\r(3),3).答案：arctaneq\f(7\r(3),3)金典練習二力的合成和分解共點力平衡受力分析選擇題部分共10小題，每小題6分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.1.如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA＝2N、GB＝4N，A、B之間用輕直桿連接，A用輕彈簧懸掛在頂板上.已知彈簧的彈力大小F＝3N，則輕桿內(nèi)部的彈力以及B對地面的壓力的可能值分別是()A.5N和9NB.2N和5NC.1N和6ND.2N和3N解析：當彈簧處于壓縮狀態(tài)時，有：FT＝F＋GA＝5N，F(xiàn)N＝F＋GA＋GB＝9N當彈簧處于伸長狀態(tài)時，有：FT′＝F－GA＝1N，F(xiàn)N′＝GA＋GB－F＝3N.答案：A2.如圖所示，一個直角支架AOB的AO部分水平放置，表面粗糙；OB部分豎直向下，表面光滑.AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)的質(zhì)量均為m，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡.現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡.那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是()A.FN不變，f變大B.FN不變，f變小C.FN變大，f變大D.FN變大，f變小解析：用隔離法分析Q，因OB桿光滑，所以繩拉力F的豎直分力等于Q環(huán)的重力，即Fcosα＝mg，式中α表示繩與OB的夾角.當P向左平移一段距離后，α變小，由F＝eq\f(mg,cosα)知，拉力F變小.對P環(huán)有f＝Fsinα，可知f變小.用整體法分析P、Q，其所受的外力有：重力2mg、OB桿對Q環(huán)的水平向左的彈力FB、OA桿對P環(huán)豎直向上的支持力FN和水平向右的摩擦力f.根據(jù)豎直方向平衡知，F(xiàn)N恒等于2mg.所以，正確選項為B.答案：B3.如圖甲、乙、丙所示，彈簧秤、繩和滑輪的重力均不計，摩擦力不計，物體的重都是G.在甲、乙、丙三種情況下，彈簧秤的示數(shù)分別是F1、F2、F3，則()A.F3>F1＝F2B.F3＝F1>F2C.F1＝F2＝F3D.F1>F2＝F3解析：由圖可知：F1＝G，F(xiàn)2＝G·cos30°＝eq\f(\r(3),2)GF3＝G.答案：B4.如圖甲所示，斜面體b的質(zhì)量為M，放在粗糙的水平地面上.質(zhì)量為m的滑塊a以一定的初速度沿粗糙的斜面向上滑，然后又返回，此過程中b沒有相對地面移動.由此可知()A.地面對b一直有向右的摩擦力B.地面對b一直有向左的摩擦力C.地面對b的摩擦力方向先向左后向右D.地面對b的支持力一直小于(M＋m)g解析：在a向上滑的過程中，a、b的受力情況分別如圖乙、丙所示.則有：f2＝FN1′sinθ＋f1′cosθ＝mgcosθsinθ＋μmgcos2θ，方向向左FN2＝Mg＋FN1′cosθ－f1′sinθ＝Mg＋mgcos2θ－μmgcosθsinθ<(M＋m)g.當a下滑時，由mgsinθ>μmgcosθ可得摩擦力的水平分力小于正壓力的水平分力.故知斜面體有向右滑行的趨勢，地面對它的靜摩擦力向左.答案：BD5.如圖甲所示，一光滑球夾在豎直墻與水平面上的楔形木塊間，處于靜止.現(xiàn)對光滑球施一個豎直向下的力F，整個裝置仍處于靜止，則施加F前后()A.水平面對楔形木塊的彈力增大B.水平面對楔形木塊的靜摩擦力不變C.墻對光滑球的彈力增大D.楔形木塊對球的彈力增大解析：球和木塊的受力情況分別如圖乙、丙所示.施加壓力F前，有：FN3＝(m＋M)gFN1＝eq\f(mg,cosθ)FN2＝f＝FN1·sinθ＝mgtanθ施加壓力F后，有：FN3＝(m＋M)g＋FFN1＝eq\f(mg＋F,cosθ)FN2＝f＝FN1sinθ＝(mg＋F)tanθ.答案：ACD6.如圖甲所示，把球夾在豎直墻AC和木板BC之間，不計摩擦，球?qū)Φ膲毫镕N1，球?qū)Π宓膲毫镕N2.在將板BC逐漸放至水平的過程中，下列說法正確的是()A.FN1和FN2都增大B.FN1和FN2都減小C.FN1增大，F(xiàn)N2減小D.FN1減小，F(xiàn)N2增大解析：球的受力情況如圖乙所示，板BC逐漸放至水平的過程時θ增大，F(xiàn)N1和FN2都減小.答案：B7.如圖甲所示，在用力F拉小船勻速靠岸的過程中，若水的阻力保持不變，下列說法正確的是()A.小船所受到的合外力保持不變B.繩子的拉力F不斷增大C.繩子的拉力F保持不變D.船所受到的浮力不斷減小解析：小船的受力情況如圖乙所示.由平衡條件得：Fcosθ＝fF?。絤g－Fsinθ可知隨著θ增大，F(xiàn)＝eq\f(f,cosθ)增大，浮力F浮不斷減小.答案：ABD8.如圖所示，跳傘運動員打開傘后經(jīng)過一段時間，將在空中保持勻速降落，其中跳傘運動員受到的空氣阻力不計.已知運動員和他身上的裝備總重為G1，圓頂形降落傘傘面重為G2，有8條相同的拉線一端與飛行員相連(拉線的重量不計)，另一端均勻分布在傘面邊緣上(圖中沒有把拉線都畫出來)，每根拉線和豎直方向都成30°角.那么每根拉線上的張力大小為()A.eq\f(\r(3)G1,12)B.eq\f(\r(3)(G1＋G2),12)C.eq\f(G1＋G2,8)D.eq\f(G1,4)解析：由8Tcos30°＝G1，解得：T＝eq\f(\r(3),12)G1.答案：A9.如圖甲所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)支架上，輕桿OA、OB與墻，AO與BO之間都通過可自由轉(zhuǎn)動的鉸鏈連接.斜梁OB與豎直方向的夾角為θ，設(shè)水平橫梁OA和斜梁OB作用于O點的彈力分別為F1和F2，則以下結(jié)果正確的是()A.F1＝mgsinθB.F1＝eq\f(mg,sinθ)C.F2＝mgcosθD.F2＝eq\f(mg,cosθ)解析：取O點為研究對象，乙BO、AO對O點的彈力都沿桿的方向，O點的受力情況如圖乙所示.由平衡條件可得：F2＝eq\f(T,cosθ)＝eq\f(mg,cosθ)F1＝Ttanθ＝mgtanθ.答案：D10.如圖甲所示，晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點，繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間的摩擦均忽略不計，衣服處于靜止狀態(tài).如果保持兩桿不動，繩子B端在桿上的位置不變，將A端上移少許，穩(wěn)定后衣服仍處于靜止狀態(tài).則()A.繩子的彈力增大B.繩子的彈力不變C.繩對掛鉤彈力的合力減小D.繩對掛鉤彈力的合力不變解析：由平衡條件知，乙繩對掛鉤的彈力的合力方向向上，大小等于衣服及衣架的總重力，故選項D正確.設(shè)繩子與水平方向的夾角為θ，有FN＝eq\f(G,2sinθ)，延長BO與左豎桿交于A′點，可知OA′＝OA(如圖乙所示).再設(shè)繩的總長為L，兩豎桿的間距為x，有Lsinθ＝eq\r(L2－x2).可見繩子與水平方向的夾角θ與A、B兩點的高度差無關(guān)，故選項C錯誤、D正確.答案：BD非選擇題部分共3小題，共40分.11.(13分)有些人如電梯修理員、牽引專家和賽艇運動員，常需要知道繩或金屬線中的張力，可又不能到那些繩、線的自由端去測量.英國一家公司現(xiàn)在制造出了一種夾在繩上的儀表，用一個杠桿使繩子的某點有一個微小偏移量，如圖甲所示.儀表很容易測出垂直于繩的恢復力.試推導一個能計算繩中張力的公式.如果偏移量d＝12mm，恢復力為300N，請估算繩中的張力.解析：如圖乙所示，設(shè)繩中的張力為FT，取垂直力的作用點為研究對象，由平衡條件有：F＝2FTsinα≈2FTtanα＝2FTeq\f(d,s)所以FT＝eq\f(F·s,2d)已知F＝300N，s＝0.125m，d＝0.012m所以FT＝eq\f(F·s,2d)＝eq\f(300×0.125,2×0.012)N＝1.56×103N.答案：1.56×103N12.(13分)舉重運動員在抓舉比賽中，為了減小杠鈴上升的高度和發(fā)力，抓杠鈴的兩手間要有較大距離.圖甲為20XX年8月13日著名舉重運動員劉春紅在北京奧運會上69公斤級決賽中舉起128公斤杠鈴的現(xiàn)場照片.從圖可看出劉春紅兩手臂間的夾角約為120°，求該運動員每只手臂對杠鈴的作用力大小.(取g＝10m/s2)解析：手臂對杠鈴的作用力方向為手臂的方向，設(shè)大小為F，則杠鈴的受力如圖乙所示.由平衡條件得：2F·cos60°＝解得：F＝1280N.答案：1280N13.(14分)如圖甲所示，有兩個質(zhì)量均為0.4kg的光滑球，半徑均為r＝3cm，靜止在半徑R＝8cm的光滑半球形碗底，求兩球之間相互作用力的大小.(取g＝10m/s2)解析：由幾何關(guān)系知，兩球受碗底彈力的方向為球心與碗底球面的球心的連線方向，兩球之間的作用力在兩球切點與球心的連線方向上(且為水平方向)，故其中一球的受力情況如圖乙所示.其中cosθ＝eq\f(r,R－r)＝eq\f(3,5)故θ＝53°由平衡條件得：F1·sinθ＝mg，F(xiàn)1·cosθ＝F2解得：兩球之間的作用力大小F2＝mgcotθ＝3N.答案：3N第5講實驗：誤差和有效數(shù)字長度的測量體驗成功1.用最小刻度為1mm的某刻度尺測量，下列讀數(shù)正確的是()A.3.10cmB.3.1cmC.3.100cm答案：AD2.以km為單位記錄的某次測量結(jié)果為5.4km，若以m為單位記錄這一結(jié)果可寫為()A.5.400mB.5.4×103C.5.4×10－3mD.5.400×答案：B3.圖示為轉(zhuǎn)柄式電阻箱示意圖，下述正確的是()A.電阻箱的最大阻值為99999.9ΩB.除“0”外，電阻箱的最小值為0.1ΩC.若面板旋鈕如圖所示，這個電阻箱A、B間的阻值為20463.9ΩD.若面板旋鈕位置如圖所示，這個電阻箱A、B間的阻值為204639Ω答案：ABC4.在測定金屬絲直徑時，螺旋測微器的示數(shù)如圖所示，可知該金屬絲直徑d＝×10－3m答案：0.9005.用一10分度的游標卡尺測量一長度為6.8mm的物體，則游標尺的哪個刻度線與主尺的哪個刻度線對齊？解析：如圖所示，測量長度就是主尺的零刻度到游標尺的零刻度之間的距離，故讀數(shù)為x－y.x＝讀數(shù)＋y＝6.8mm＋8×0.9mm＝14mm.答案：游標尺的第8條刻度線與主尺的14mm刻度線對齊6.如圖所示，角游標尺上有30分格，對應(yīng)于圓盤刻度盤上29個分格，角游標尺每一格與刻度盤的每一格的差是分，此時角度為.解析：將圓盤刻度盤類比為游標卡尺的主尺，角游標尺類比為游標卡尺的游標尺，該角游標尺的精度為eq\f(1,30)度，所以其讀數(shù)為：161＋15×eq\f(1,30)＝161.50°.答案：2161.50°第6講實驗：驗證力的平行四邊形定則探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系1.在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，假設(shè)F1的大小及方向固定不變，為了使橡皮條仍然伸長到O點.對F2來說，下列說法正確的是()A.F2可以有多個方向B.F2的方向和大小可以有多個值C.F2的方向和大小是唯一確定的D.F2的方向唯一確定，大小可有多個值答案：C2.圖示為描述某根彈簧的伸長量與所受拉力之間關(guān)系的圖象，下列關(guān)于這根彈簧的說法中，正確的是()A.彈簧的勁度系數(shù)是2N/mB.彈簧的勁度系數(shù)是2×103N/mC.當受800N的拉力作用時，彈簧的長度是40mD.當彈簧伸長為20cm時，彈簧產(chǎn)生的拉力是200N答案：B3.一根勁度系數(shù)是100N/m的彈簧原長是10cm，當它的長度是12cm時，彈簧的彈力大小是N；若使彈簧長度再增加2cm，對彈簧施加的拉力需增大N.答案：224.在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時，下列主要步驟的合理順序是.A.把木板平放在桌上，再用圖釘把白紙釘在木板上B.只用一只彈簧秤通過線把橡皮條拉到O點，記下彈簧秤的示數(shù)和線套的方向，按相同的標度作出此力F′的圖示C.記下兩個彈簧秤的示數(shù)，描下兩個線套和橡皮條的方向以及結(jié)點的位置D.比較F和F′的大小和方向是否相同E.用圖釘把橡皮條的一端固定于板上A點，而在其另一端拴兩個線套F.用兩個彈簧秤分別拴住兩個線套并互成角度地拉橡皮條使之伸長，讓結(jié)點到達某一位置OG.按選定的標度作出兩個力F1、F2，以其為鄰邊作平行四邊形，過O點作出對角線表示其合力F答案：AEFCGBD5.在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時，其中的三個實驗步驟是：①在水平放置的木板上固定一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴兩根細線，通過細線同時用兩只彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使它與細線的結(jié)點達到某一位置O點，在白紙上記下O點和兩彈簧秤的示數(shù)F1和F2.②在紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F的大小.③只用一只彈簧秤通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與用兩個彈簧秤拉時相同，記下此時彈簧秤的示數(shù)F′和細繩的方向.以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，請你分別指出.(1)在①中是.(2)在②中是.(3)在③中是.解析：本實驗驗證的是力的合成，是一個矢量的運算法則，所以既要驗證力的大小又要驗證力的方向.彈簧秤的示數(shù)是力的大小，細繩套的方向代表力的方向.所以它們的錯誤或疏漏是：(1)還要記下兩繩拉力的方向；(2)“的大小”后面加“和方向”；(3)“相同”之后加“使橡皮條與繩的結(jié)點拉到O點”.答案：(1)還要記下兩繩拉力的方向；(2)“的大小”后面加“和方向”；(3)“相同”之后加“使橡皮條與繩的結(jié)點拉到O點”.6.下表是某同學為探究彈簧的彈力和伸長量的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù).彈力F/N0.51.01.52.02.5伸長量x/cm2.315.086.899.8012.4(1)請你在下圖所示的坐標紙上作出F－x圖象.(2)寫出圖線所代表的函數(shù)式.(3)解釋函數(shù)表達式中的常量的物理意義.(4)若彈簧的原長為40cm，并且以彈簧的總長為自變量，請你寫出它的函數(shù)表達式.解析：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點，按照圖中各點的分布與走向，應(yīng)作出一條直線，如圖所示.(2)設(shè)直線斜率為k，由數(shù)學知識，F(xiàn)＝kx＋C.在直線上取較遠的兩點(可以減小誤差)，如點(9.8,2.0)與(2.31，0.5)，并代入上式可得k＝0.2N/cm，C＝0.04N，所以函數(shù)表達式為：F＝(0.2x＋0.04)N.(3)由F＝kx＋C知，當x＝0時，F(xiàn)＝C，因此式中常量表示彈簧的重量為0.04N.若忽略彈簧的重量，則F＝kx，因此，式中常數(shù)k＝eq\f(F,x)表示使彈簧形變單位長度時彈簧的彈力，即勁度系數(shù).(4)設(shè)彈簧的總長為lx，則：F＝kx＋C＝k(lx－40)＋C＝(0.2lx－7.96)N.答案：(1)如圖所示(2)F＝(0.2x＋0.04)N(3)略(4)F＝(0.2lx－7.96)N金典練習三實驗：誤差和有效數(shù)字長度的測量驗證力的平行四邊形定則探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系選擇題部分共5小題，每小題6分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.1.螺旋測微器的精密螺紋的螺距為0.5mm，可動刻度分成50等份，可動刻度每轉(zhuǎn)過1等份，測微螺桿前進或后退的長度為m；可動刻度每轉(zhuǎn)過1周，測微螺桿前進或后退的長度為n.則應(yīng)有()A.m＝0.05mm，n＝0.5mmB.m＝0.01mm，n＝0.1mmC.m＝0.01mm，n＝0.5mmD.m＝0.01mm，n＝0.05mm答案：C2.下列關(guān)于誤差的說法中，正確的是()A.偶然誤差是由于測量不仔細產(chǎn)生的B.偶然誤差都是由于測量工具不精密產(chǎn)生的C.偶然誤差都是由于估讀產(chǎn)生的D.任何測量都存在誤差答案：D3.關(guān)于“驗證力的平行四邊形定則”的實驗，下列說法正確的是()A.實驗?zāi)康氖怯闷叫兴倪呅味▌t求兩個共點力的合力B.用兩只彈簧秤拉橡皮條伸長某一長度時，必須記錄的是結(jié)點的位置和兩彈簧秤的示數(shù)，其余的都不用記錄C.換用一只彈簧秤拉時，應(yīng)當使橡皮條伸長的長度與前次相同D.使用彈簧秤前，首先應(yīng)檢查指針是否指在零刻度處，使用時要使彈簧秤與木板平行答案：CD4.如圖所示，在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，橡皮條一端固定于P點，另一端連接兩只彈簧秤，分別用F1與F2拉兩只彈簧秤，將這端的結(jié)點拉至O點.現(xiàn)讓F2大小不變，從圖示位置開始沿順時針方向轉(zhuǎn)動某一角度，要使這端的結(jié)點仍位于O點，則應(yīng)()A.增大F1的同時增大β角B.增大F1而保持β角不變C.增大F1的同時減小β角D.減小F1的同時增大β角答案：D5.在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩只彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一固定的O點，以下操作正確的是()A.同一次實驗過程中，O點位置允許變動B.實驗中，彈簧秤必須與木板平行，讀數(shù)時視線要正視彈簧秤的刻度C.實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一只彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條的另一端拉到O點D.實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩彈簧秤之間的夾角應(yīng)取90°，以便于算出合力的大小答案：B非選擇題部分共7小題，共70分.6.(6分)已知某物體的長度用不同的量具測量時，有下列不同結(jié)果：①0.02010m②0.020m③2.0101cm④2.01cm以上各數(shù)據(jù)的有效數(shù)字的位數(shù)依次為，，，.答案：4253甲7.(8分)某同學用游標為10個小等分刻度的游標卡尺測量一物體的長度，得到如圖甲所示的游標卡尺的示數(shù).由于前半部分被遮擋，只能看到游標的后半部分，圖中游標卡尺的示數(shù)為cm.解析：解法一由題圖可知，整個游標尺上各刻度與主尺上刻度的對應(yīng)關(guān)系如圖乙所示：乙可知測量值x＝3.4cm＋5格×eq\f(0.1cm,10格)＝3.45cm.解法二游標卡尺的示數(shù)就是主尺“0”刻度到游標“0”刻度之間的距離，故示數(shù)等于3.9cm－5×0.9cm＝3.45cm.答案：3.458.(10分)不用彈簧秤，只用三條相同的橡皮條、四個圖釘、一把直尺和一支鉛筆、白紙、平木板，能否驗證平行四邊形定則？若能驗證，請說出其步驟和方法.解析：能驗證.步驟和方法如下：(1)將三條橡皮條的一端都拴在一個圖釘O上，將這三條橡皮條的另一端分別再拴一個圖釘A、B、C，注意此時四個圖釘均未固定在板上，如圖所示.(2)用刻度尺測出橡皮條的自由長度L0，注意從圖釘腳之間測起.(3)將拴有橡皮條的圖釘A、B適當張開釘在木板上，拉第三根橡皮條C，使三條橡皮條互成角度拉伸，待結(jié)點處的圖釘O靜止時，釘下C圖釘，并記錄圖釘O的位置(注意此時O圖釘不能釘)和圖釘A、B、C的位置(此時圖釘可打孔，不需鉛筆).(4)測出這三條橡皮條的長度L1、L2、L3，分別算出它們的伸長量x1＝L1－L0，x2＝L2－L0，x3＝L3－L0.(5)將x1、x2、x3按一定的標度用圖標示出來，以x1、x2為鄰邊作平行四邊形，作出其對角線OC′，比較OC′與OC的長度(即x3的長度).若兩者相等且在一條直線上，則達到目的；若OC′與OC有一微小夾角θ或長度不等，則有誤差.答案：略9.(10分)某同學在做“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實驗時，設(shè)計了如圖所示的裝置.這種設(shè)計方案與豎直懸掛彈簧法相比，有什么優(yōu)缺點？答案：優(yōu)點：這種設(shè)計在測量彈簧自然長度時較準，基本上消除了彈簧自身重力的影響.缺點：彈簧與水平面間易造成摩擦，另外定滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦也較明顯，這兩方面都使彈簧彈力小于所掛鉤碼的總重量，且所掛鉤碼越多，這種誤差會越大.10.(12分)某同學在做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置.所用鉤碼的質(zhì)量都是30g.他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度，所得數(shù)據(jù)如下表所示.(彈力始終未超出彈性限度，取g＝9.8m/s2)砝碼質(zhì)量/g0306090120150彈簧總長L/cm6.007.158.349.4810.6411.79彈力大小F/N乙(1)試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)在圖乙給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長L之間的函數(shù)關(guān)系的圖線，說明圖線及圖線跟坐標軸交點的物理意義.(2)該彈簧的勁度系數(shù)k是多大？解析：(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出的點，基本上在同一條直線上，可以判定F和L間是一次函數(shù)關(guān)系，圖線表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比.畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點均勻地分布在直線兩側(cè)，如圖丙所示.該圖線跟橫軸交點的橫坐標表示彈簧的原長.(2)彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(ΔF,Δx)＝25.9N/m.答案：(1)如圖丙所示(2)25.9N/m11.(12分)某同學在做“驗證互成角度的兩力合成的平行四邊形定則”的實驗時，把橡皮條的一端用圖釘固定于P點，同時用A、B兩個彈簧秤將橡皮條的另一端拉到位置O.這時兩彈簧秤的示數(shù)分別是FA＝3.5N、FB＝4.0N，其位置記錄如圖甲所示.倘若橡皮條的活動端僅由一個彈簧秤拉著，也把它拉到O點位置，讀得彈簧秤的示數(shù)FC＝6.0N，其位置如圖中C所示.(1)以0.5cm表示1N，在圖乙中作出力FA、FB和FC的圖示.(2)根據(jù)平行四邊形定則在圖乙中作出FA和FB的合力F，F(xiàn)的大小為N.(3)實驗的結(jié)果(填“能”或“不能”)驗證平行四邊形定則.答案：(1)如圖丙所示(2)如圖丁所示5.9～6.3N均可(3)能12.(12分)佛山市九江大橋撞船事故發(fā)生后，佛山交通部門加強了對佛山市內(nèi)各種大橋的檢測與維修，其中對西樵大橋?qū)嵤┝藶槠诮荒甑姆忾]施工，置換了大橋上所有的斜拉懸索.某校研究性學習小組的同學們很想知道每根長50m、橫截面積為400cm2的新懸索能承受的最大拉力.由于懸索很長，抗斷拉力又很大，直接測量很困難，于是同學們?nèi)砹送N材料制成的樣品進行實驗探究.由胡克定律可知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F與形變量x成正比，其比例系數(shù)與彈簧的長度、橫截面積及材料有關(guān).因而同學們猜想，懸索可能也遵循類似的規(guī)律.(1)同學們的準備像“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”實驗一樣，先將樣品豎直懸掛，再在其下端掛上不同重量的重物來完成本實驗.但有的同學說懸索的重力是不可忽略的，為了避免懸索所受重力對實驗的影響，你認為可行的措施是：.(2)同學們通過游標卡尺測量樣品的直徑來測定其橫截面積，某次測量的結(jié)果如圖所示，則該樣品的直徑為cm.(3)同學們經(jīng)過充分的討論，不斷完善實驗方案，最后取得實驗數(shù)據(jù)如下：樣品長度/m伸長量/cm拉力/N截面積/cm2200400600800A10.500.020.040.060.08B20.500.040.080.120.16C11.000.010.020.030.04D30.500.060.120.180.24E10.250.040.080.120.32①分析樣品C的數(shù)據(jù)可知，其所受拉力F(單位：N)與伸長量x(單位：m)所遵循的函數(shù)關(guān)系式是.②對比各樣品的實驗數(shù)據(jù)可知，懸索的拉力與懸索的伸長量成正比，其比例系數(shù)k與懸索長度的成正比，與懸索的橫截面積的成正比.答案：(1)將懸索樣品一端固定并水平放置在光滑水平面上，另一端連接輕繩繞過滑輪懸掛鉤碼(2)0.830(3)①F＝2×106x②倒數(shù)大小第7講單元小結(jié)鏈接高考1.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時，在彈性限度內(nèi)，懸掛15N的重物時，彈簧的長度為0.16m；懸掛20N的重物時，彈簧的長度為0.18m，則彈簧的原長L原和勁度系數(shù)k分別為[20XX年高考·廣東理科基礎(chǔ)卷]()A.L原＝0.02mk＝500N/mB.L原＝0.10mk＝500N/mC.L原＝0.02mk＝250N/mD.L原＝0.10mk＝250N/m解析：根據(jù)胡克定律可得k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(20－15,0.18－0.16)N/m＝250N/m.由15＝k(0.16－L原)，解得L原＝0.10m，故選項D正確.答案：D2.如圖所示，P是位于水平的粗糙桌面上的物塊.用跨過定滑輪的輕繩將P與小盤相連，小盤內(nèi)有砝碼，小盤與砝碼的總質(zhì)量為m.在P運動的過程中，若不計空氣阻力，則關(guān)于P在水平方向受到的作用力與相應(yīng)的施力物體，下列說法正確的是[20XX年高考·海南物理卷]()A.拉力和摩擦力，施力物體是地球和桌面B.拉力和摩擦力，施力物體是繩和桌面C.重力mg和摩擦力，施力物體是地球和桌面D.重力mg和摩擦力，施力物體是繩和桌面解析：P在水平方向受拉力和滑動摩擦力的作用，拉力的受力物體是輕繩，摩擦力的施力物體是桌面.答案：B3.如圖所示，用兩根細線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點O，并用第三根細線連接A、B兩小球，然后用某個力F作用在小球A上，使三根細線均處于直線狀態(tài)，且OB細線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止狀態(tài).則該力可能為圖中的[20XX年高考·上海物理卷]()A.F1B.F2C.F3D.F4解析：由平衡條件知，B球只受重力和OB繩拉力的作用，A、B之間細線無張力作用，再對A進行受力分析可知，作用在A球上的力可能是圖中的F3或F2.答案：BC4.如圖甲所示，位于水平桌面上的物塊P由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的.已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計.若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動，則F的大小為[20XX年高考·全國理綜卷Ⅱ]()A.4μmgB.3μmgC.2μmgD.μmg解析：Q、P的受力情況分別如圖乙、丙所示其中f1′＝f1＝μmg，f2＝μFN2＝2μmg由平衡條件FT＝f1＝μmgF＝FT＋f1＋f2＝4μmg.答案：A5.圖中a、b是兩個位于固定斜面上的正方形物塊，它們的質(zhì)量相等.F是沿水平方向作用于a上的外力.已知a、b的接觸面，a、b與斜面的接觸面都是光滑的.下列說法正確的是[20XX年全國春季高考]()A.a、b一定沿斜面向上運動B.a對b的作用力沿水平方向C.a、b對斜面的正壓力相等D.a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力解析：a、b可能向上、向下或靜止，選項A錯誤；a、b之間的作用力垂直接觸面沿斜面方向，b對斜面的正壓力的大小為mgcosθ，a對斜面正壓力的大小為Fsinθ＋mgcosθ，選項C錯誤；a、b兩物體中的運動速度、加速度相等，故兩物體受的合外力相等，F(xiàn)合＝ma，合力沿水平方向的分力也相等，大小Fa＝macosθ，選項D正確.答案：D6.用三根輕繩將質(zhì)量為m的物塊懸掛在空中，如圖甲所示.已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為30°和60°，則ac繩和bc繩中的拉力分別為[20XX年高考·廣東物理卷]()A.eq\f(\r(3),2)mg，eq\f(1,2)mgB.eq\f(1,2)mg，eq\f